DE102006050517A1

DE102006050517A1 - Verfahren zur Analyse eines Schaltvorgangs in einem Schaltgetriebe

Info

Publication number: DE102006050517A1
Application number: DE200610050517
Authority: DE
Inventors: Jan Sporleder
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-10-26
Filing date: 2006-10-26
Publication date: 2008-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Analyse von Messparameterwerten eines Schaltvorgangs in einem manuellen Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, bei welchem für einen wählbaren Messzeitraum des Schaltvorgangs und an wählbaren Messzeitpunkten - Drehzahlen von Schiebemuffe und Losrad sowie ein Schaltweg der Schiebemuffe als Parameterwertesatz erfasst oder simuliert werden, - für jeden Messzeitpunkt Vorzeichen und Betrag einer Drehzahldifferenz der Drehzahlen von Schiebemuffe und Losrad ermittelt werden, - Vorzeichen und Betrag einer Offset-Drehwinkeldifferenz von Schiebemuffe und Losrad bestimmt werden, derart, dass jeweils eine Lücke der Schaltverzahnung der Schiebemuffe und jeweils ein Zahn der Schaltverzahnung des Losrads durch relatives Verdrehen von Schiebemuffe und Losrad um die Offset-Drehwinkeldifferenz zum Überschieben der Schiebemuffe über die Schaltverzahnung des Losrads in eine Gegenüberstellung bringbar sind, - für vorgend Losrad die Raumformen und deren relative Anordnung in jedem Messzeitpunkt anhand der Drehzahldifferenzen von Schiebemuffe und Losrad, der Schaltwege der Schiebemuffe und der Offset-Drehwinkeldifferenz in einer graphischen Anzeigevorrichtung als Folge von Standbildern graphisch dargestellt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnik und betrifft ein Verfahren zur Analyse von Messparameterwerten eines Schaltvorgangs in einem manuellen Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs.
Herkömmliche mechanische Schaltgetriebe umfassen wenigstens zwei Wellen, die wenigstens zwei Paare von miteinander kämmenden Zahnrädern tragen, wobei ein erstes Zahnrad jedes Paars an der ersten Welle drehfest angebracht ist und das zweite Zahnrad (Losrad) jedes Paars bezüglich der zweiten Welle drehbar gelagert ist. Mithilfe einer Sperrsynchronisiereinrichtung kann jedes Losrad zwischen einem mit der zweiten Welle drehfest verbundenen Zustand und einem in Bezug auf die zweite Welle drehbaren Zustand umgeschaltet werden. Bei einem solchen Schaltgetriebe sind die Zahnradpaare ständig miteinander in Eingriff. Zwischen den beiden Wellen kann ein Drehmoment jedoch nur über dasjenige Zahnradpaar übertragen werden, dessen Losrad mithilfe der Sperrsynronisiereinrichtung mit der zweiten Welle drehfest verbunden ist.
In einem solchen mechanischen Schaltgetriebe dient die Sperrsynchronisiereinrichtung für eine Drehzahlangleichung zwischen dem Losrad und der auf der ersten Welle drehfest angeordneten Schiebemuffe, um hierdurch verstärkten Ver schleiß beim Schaltvorgang zu vermeiden. Dies wird gewöhnlich durch wenigstens einen Synchronring erreicht, dessen Sperrzähne das Aufschieben der Schiebemuffe auf die Schaltverzahnung des Losrades erst bei Gleichlauf von Schiebemuffe und Losrad zulassen. Solange sich Schiebemuffe und Losrad mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, entsteht über eine Reibungskupplung zwischen Losrad und Synchronring ein Reibmoment, das den Synchronring soweit verdreht, dass die Sperrzähne vor den Zähnen der Schaltverzahnung der Schiebemuffe liegen und damit das Verschieben der Schiebemuffe verhindern. Durch die Reibung zwischen Synchronring und Losrad wird das Losrad beschleunigt oder abgebremst und so Gleichlauf zwischen Losrad und Schiebemuffe hergestellt.
Nach Herstellen von Gleichlauf, wenn also keine durch Reibung zwischen Synchronring und Losrad erzeugte Umfangskraft mehr auf den Synchronring wirkt, muss zum Durchschalten beziehungsweise Aufschieben der Schiebemuffe auf die Schaltverzahnung des Losrads noch die Sperrposition des Synchronrings aufgehoben werden. Hierbei muss im Allgemeinen auch die Drehlage des Losrads korrigiert werden, was über Anschrägungen erfolgt, welche jeweils an den Stirnseiten der Zähne der Schaltverzahnungen von Schiebemuffe und Losrad, sowie den Sperrzähnen des Synchronrings geformt sind.
Um das Schaltverhalten manueller Schaltgetriebe in Hinblick auf den Schaltkomfort zu verbessern, ist bekannt, Messungen komfortrelevanter Messparameter an manuellen Schaltgetrieben durchzuführen. Typischer Weise werden hierbei die für den Schaltvorgang manuell aufzubringende Schaltkraft, der Schaltweg des Schaltmechanismus und die Drehzahlen von Schiebemuffe und Gangrad gemessen. Die Drehzahlen von Schiebemuffe und Gangrad entsprechen hierbei den Drehzahlen von Getriebeeingangswelle beziehungsweise Getriebeausgangswelle. Alternativ hierzu ist bekannt, diese Messparameter in Computermodellen mechanischer Schaltgetriebe zu simulieren.
Eine Analyse der gemessenen oder simulierten Messparameterwerte erfolgt bislang in der Weise, dass die Messparameterwerte in zweidimensionalen, statischen Messwertdiagrammen graphisch dargestellt werden, wobei üblicher Weise die Schaltkraft am Schalthebel, der Schaltweg, die Drehzahlen von Getriebeeingangs- und Getriebeausgangswelle als Funktion der Zeit, und die am Schalthebel aufzubringende Schaltkraft als Funktion des Schaltwegs dargestellt werden.
Es wird nun Bezug auf die 1 bis 3 genommen, worin in beispielhafter Weise herkömmliche Messwertdiagramme von Schaltvorgängen dargestellt sind. In den 1 bis 3 sind Zeitverläufe von verschiedenen Messparametern dargestellt, wobei in den 1 bis 3 die Kurven 1 Drehzahlen der Schiebemuffe (Getriebeausgangswelle), die Kurven 2 Drehzahlen des Gangrads (Getriebeeingangswelle), die Kurven 3 Schaltwege der Schaltgabel und die Kurven 4 die am Schalthebel aufzubringenden Schaltkräfte repräsentieren.
Genauer ist in 1 ein Aufschaltvorgang dargestellt, bei dem das hierbei auftretende "Aufschaltkratzen" erkennbar ist, dessen Ursache in einem an der Getriebeeingangswelle auftretenden Schleppmoment liegt. Das Aufschaltkratzen tritt kurz nach einem Angleichen der Drehzahlen von Schiebemuffe und Gangrad noch vor dem Überschieben der Schiebemuffe auf die Schaltverzahnung des Gangrads auf. Wie in 1 erkennbar ist, macht sich das Aufschaltkratzen insbesondere durch Schaltkraftfluktuationen bemerkbar.
2 zeigt einen Aufschaltvorgang, bei welchem insbesondere ein Sperrumschlag ("Blocker Flip") am Synchronring als "Delle" in der Drehzahl des Gangrads und als "Delle" im Schaltweg etwa im Bereich von ca. 500 bis ca. 600 msec erkennbar ist.
3 ist ein 2 entsprechendes Diagramm, wobei zusätzlich drei verschiedene Diagrammbereiche als komfortrelevante Schaltphasen des Schaltvorgangs markiert sind, nämlich eine Ausschalt-Phase 5, in der das Gangrad und die Schiebemuffe voneinander gelöst werden, eine Synchronisier- und Einschaltphase 6, in der die Synchronisierung stattfindet und der Formschluss zwischen den Schaltverzahnungen von Gangrad und Schiebemuffe hergestellt wird, und eine Überdruck-Phase 7, in der die Schiebemuffe gegen den Endanschlag des Gangrads gedrückt wird.
Wie in 3 dargestellt, ermöglicht eine herkömmliche graphische Darstellung der Messwerte, den Schaltvorgang für eine genauere Analyse in verschiedene Schaltphasen zu unterteilen, Ereignisse mit Einfluss auf den Schaltkomfort, wie Aufschaltkratzen und Blocker Flip, zu erkennen und den Schweregrad solcher Ereignisse zu bewerten.
Jedoch können einer solchen Darstellung keine Informationen bezüglich des physikalischen Kontakts zwischen Schiebemuffe, Synchronring und Gangrad entnommen werden. Zudem sind Informationen über eine Drehzahldifferenz zwischen den beteiligten Teilen meistens nicht klar, und eine Drehzahldifferenz zwischen Schiebemuffe und Gangrad in Bezug auf die Zähnezahl kann überhaupt nicht ersehen werden.
Somit sind die meisten wichtigen Informationen zum Verständnis von Ereignissen mit Einfluss auf den Schaltkomfort, wie Aufschaltkratzen und Blocker Flip, über eine herkömmliche Analyse der Messwerte nicht verfügbar. Derartige Daten müssten in zeitaufwändiger Weise abgeleitet und in einer nicht sehr informativen Weise dargestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Analyse von einen Schaltvorgang in einem manuellen Schaltgetriebe betreffenden Messwerten zur Verfügung zu stellen, mit dem die zuvor dargestellten Nachteile vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Analyse von Messparameterwerten eines Schaltvorgangs in einem manuellen Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs gezeigt. Das manuelle Schaltgetriebe umfasst mindestens ein auf einer Welle (beispielsweise Getriebeausgangswelle) drehbar gelagertes und mit einer Schaltverzahnung versehenes Losrad (beispielsweise Gangrad), eine drehfest auf der Welle angeordnete und mit einer Schaltverzahnung (Gegenverzahnung der Schaltverzahnung des Losrads) versehene Schiebemuffe, die nach dem Synchronisieren in Eingriff mit der auf dem Losrad vorgesehenen Schaltverzahnung bringbar ist, sowie mindestens einen zwischen Schiebemuffe und Losrad angeordneten Synchronring, der zur Angleichung der Drehzahlen von Schiebemuffe und Losrad vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere auf einen Schaltvorgang angewendet werden, bei dem das Losrad von seinem auf der Welle drehbaren Zustand in seinen bezüglich der Welle drehfesten Zustand geschaltet wird.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden für einen wählbaren Messzeitraum, welcher innerhalb des Schaltvorgangs liegt oder den Schaltvorgang umfasst, an Messzeitpunkten, welche durch wenigstens ein wählbares Zeitinkrement zeitlich voneinander getrennt sind, die folgenden Schritte durchgeführt:
Für jeden Messzeitpunkt werden mittels Drehzahlsensoren Drehzahlen von Schiebemuffe und Losrad, sowie mittels eines Schaltwegsensors ein Schaltweg der Schiebemuffe als Parameterwertesatz erfasst oder alternativ anhand von einem manuellen Schaltgetriebe modellierenden Computermodellen simuliert.
Für jeden Messzeitpunkt werden Vorzeichen und Betrag einer Drehzahldifferenz der erfassten oder simulierten Drehzahlen von Schiebemuffe und Losrad rechnerisch ermittelt.
Für alle Messzeitpunkte beziehungsweise alle Parameterwertesätze gemeinsam, werden Vorzeichen und Betrag einer Offset-Drehwinkeldifferenz von Schiebemuffe und Losrad definiert, wobei die Offset-Drehwinkeldifferenz so definiert ist, dass jeweils eine Lücke der Schaltverzahnung der Schiebemuffe und jeweils ein Zahn der Schaltverzahnung des Losrads durch relatives Verdrehen von Schiebemuffe und Losrad um die Offset-Drehwinkeldifferenz zum Überschieben der Schiebemuffe über die Schaltverzahnung des Losrads (nach dem Synchronisieren) in eine Gegenüberstellung bringbar sind.
Weiterhin werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren für vorgegebene (definierbare beziehungsweise reale) Raumformen (Geometrien) von Schiebemuffe, Synchronring und Losrad deren Raumformen und relative Anordnungen in jedem Messzeitpunkt anhand der ermittelten Drehzahldifferenzen von Schiebemuffe und Losrad, der erfassten oder simulierten Schaltwege der Schiebemuffe und der ermittelten Offset-Drehwinkeldifferenz in einer graphischen Anzeigevorrichtung graphisch (sequenziell als Folge von den Messzeitpunkten entsprechenden Standbildern) dargestellt.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit echte (gemessene) oder fiktionale (simulierte) mechanische Zustände der beanspruchten Teile von Schiebemuffe, Synchronring und Zahnrad während eines Schaltvorgangs graphisch dargestellt. Hierdurch können in vorteilhafter Weise komfortrelevante Ereignisse während des Schaltvorgangs erkannt und analysiert werden, wodurch Entwicklungszeit und -kosten bei der Entwicklung manueller Schaltgetriebe eingespart werden können.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schaltwege der Schiebemuffe bei einem Schaltgetriebe, in dem die Schiebemuffe durch eine über einen Schaltmechanismus mit einem Schalthebel wirkgekoppelte Schaltgabel betätigbar ist, mittelbar über eine Erfassung der Schaltwege der Schaltgabel ermittelt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn zudem an jedem Messzeitpunkt die für einen Schaltvorgang am Schalthebel aufzubringende Schaltkraft mittels eines Schaltkraftsensors erfasst und bei der Ermittlung der Schaltwege der Schiebemuffe eine gegebenenfalls auftretende Verbiegung der Schaltgabel anhand der erfassten Schaltkraft korrigiert wird.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Gleiche beziehungsweise gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Es zeigen:
1 ein beispielhaftes Messwertdiagramm, in dem der zeitliche Verlauf der Drehzahlen von Schiebemuffe und Gangrad, Schaltwege der Schaltgabel, und am Schalthebel aufzubringende Schaltkräfte eines manuellen Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs dargestellt sind;
2 ein weiteres beispielhaftes Messwertdiagramm, in dem der zeitliche Verlauf der Drehzahlen von Schiebemuffe und Gangrad, Schaltwege der Schaltgabel, und am Schalthebel aufzubringende Schaltkräfte eines manuellen Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs dargestellt sind;
3 ein 2 entsprechendes Messwertdiagramm, in dem zusätzlich drei verschiedene Diagrammbereiche als komfortrelevante Schaltphasen des Schaltvorgangs markiert sind;
4 eine vereinfachte schematische Darstellung eines manuellen Schaltgetriebes eines Kraftfahrzeugs mit Sensoren zur Erfassung von Drehzahl des Gangrads, Drehzahl der Schiebemuffe, Schaltwege der Schaltgabel, und Schaltkräfte am Schalthebel;
5 eine beispielhafte graphische Darstellung von Messparameterwerten in dem erfindungsgemäßen Verfahren;
6 ein beispielhaftes Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die 1 bis 3 wurden bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert, so dass sich hier eine weitere Erklärung erübrigt.
Es wird nun Bezug auf 4 genommen, worin ein beispielhaftes manuelles Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs in vereinfachter Weise schematisch dargestellt ist. Demnach umfasst ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes manuelles Schaltgetriebe einen Motor 8, welcher eine Motorwelle 10 antreibt, die unter Zwischenschaltung einer Kupplung 9 mit einer Getriebeeingangswelle 11 drehgekoppelt ist. Die Getriebeeingangswelle 11 treibt ein Gangrad 12 an, das in Form eines Losrads drehbar auf einer Getriebeausgangswelle 13 zum Antrieb eines Kraftfahrzeugsrads 14 gelagert ist. Mittels einer eine Schiebemuffe 15 und einen Synchronring 16 umfassenden Sperrsynchronisiereinrichtung kann dass Gangrad 12 zwischen einem bezüglich der Getriebeausgangswelle 13 drehbaren Zustand und einem bezüglich der Getriebeausgangswelle 13 drehfesten Zustand geschaltet werden. Zu diesem Zweck kann die Schiebemuffe 15 mit ihrer Innenverzahnung über eine Schaltverzahnung 17 des Gangsrads 12 geschoben werden. Solange sich Schiebemuffe 15 und Gangrad 12 mit unterschiedlicher Drehzahl drehen, entsteht über eine Reibungskupplung zwischen Gangrad 12 und Synchronring 16 ein Reibmoment, das den Synchronring 16 soweit verdreht, dass dessen (nicht dargestellte) Sperrzähne vor den Zähnen der Verzahnung der Schiebemuffe liegen und damit das Verschieben der Schiebemuffe verhindern. Durch die Reibung zwischen Reibflächen von Synchronring 16 und Gangrad 12 wird das Gangrad 12 beschleunigt oder abgebremst und so ein Gleichlauf zwischen Gangrad 12 und Schiebemuffe 15 hergestellt.
Die Schiebemuffe 15 kann durch eine an ihr angebrachte Schaltgabel 18 verschoben werden, wobei die Schaltgabel 18 ihrerseits an einer Schaltstange 19 befestigt ist, die über einen, insgesamt mit der Bezugszahl 20 bezeichneten mechanischen Schaltmechanismus mit einem Schalthebel 21 mechanisch gekoppelt ist.
Weiterhin sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in dem manuellen Schaltgetriebe eine Mehrzahl Sensoren vorgesehen. Dies sind: ein Drehzahlsensor 22 zur Erfassung einer Drehzahl des Gangrads 12 beziehungsweise der damit drehfest gekoppelten Getriebeeingangswelle 11; ein Drehzahlsensor 23 zur Erfassung einer Drehzahl der Schiebemuffe 15 beziehungsweise der damit drehfest gekoppelten Getriebeausgangswelle 13; ein Schaltwegsensor 24 zur Erfassung eines Schaltwegs der Schaltstange 19 beziehungsweise der damit starr verbundenen Schaltgabel 18; und einen Schaltkraftsensor 25 zur Erfassung einer am Schalthebel 21 aufzubringenden Schaltkraft für den Schaltvorgang.
Während eines Schaltvorgangs werden an diskreten Messzeitpunkten jeweils Messwerte von den genannten Sensoren 22–25 erfasst. Die diskreten Messzeitpunkte sind so gewählt, dass einander benachbarte Messzeitpunkte jeweils durch ein gleiches Zeitinkrement voneinander getrennt sind. Während die Drehzahlen von Gangrad 12 und Schiebemuffe 15 über die Drehzahlsensoren 22, 23 direkt erfasst werden, werden die Schaltwege der Schiebemuffe 15 über eine Erfassung der Schaltwege der Schaltgabel 18 mittels des Schaltwegsensors 24 ermittelt. Zudem wird die am Schalthebel 21 für den Schaltvorgang aufzubringende Schaltkraft mittels des Schaltkraftsensors 25 erfasst, welche dazu dient, bei der Ermittlung der Schaltwege der Schiebemuffe 15 eine gegebenenfalls auftretende Verbiegung der Schaltgabel 18 anhand der erfassten Schaltkraft "herauszurechnen".
Anschließend werden für jeden Messzeitpunkt Vorzeichen und Betrag einer Drehzahldifferenz der erfassten Drehzahlen von Schiebemuffe 15 und Gangrad 12 rechnerisch ermittelt. Für vorgegebene Raumformen (Geometrien) von Schiebemuffe 15 und Gangrad 12 wird zudem eine Offset-Drehwinkeldifferenz von Schiebemuffe 15 und Gangrad 12 definiert, wodurch sichergestellt wird, dass jeweils eine Lücke der Innenverzahnung der Schiebemuffe 15 und jeweils ein Zahn der Schaltverzahnung 17 des Gangrads 12 beim Überschieben der Schiebemuffe 15 auf die Schaltverzahnung 17 des Gangrads 12 in einer Gegenüberstellung sind. Daraufhin werden Schiebemuffe 15, Synchronring 16 und Gangrad 12 und deren relative Anordnungen in jedem Messzeitpunkt anhand der ermittelten Drehzahldifferenzen von Schiebemuffe 15 und Gangrad 12, der ermittelten Schaltwege der Schiebemuffe 15 und der ermittelten Offset-Drehwinkeldifferenz in einer graphischen Anzeigevorrichtung graphisch als Folge von den Messzeitpunkten entsprechenden Standbildern, in denen jeweils eine relative Anordnung von Schiebemuffe 15, Gangrad 12 und Synchronring 16 gezeigt ist, dargestellt.
Dies ist in 5 dargestellt, worin beispielhaft eine Visualisierung der Schaltanordnung, bestehend aus Schiebemuffe 15, Gangrad 12 und Synchronring 16, in dem Diagramm 26 dargestellt ist. Diagramm 26 zeigt insbesondere die Innenverzahnung 29 der Schiebemuffe 15, die Sperrzähne einer Sperrverzahnung 28 des Synchronrings 16 und die Schaltverzahnung 17 des Gangrads 12. In dem Diagramm 26 wird die räumliche Anordnung von Schiebemuffe 15, Gangrad 12 und Synchronring 16 in einer den diskreten Messzeitpunkten entsprechenden Folge von Standbildern angezeigt.
Als ergänzende Information ist in der Visualisierung von 5 ein Balkendiagramm 30 vorgesehen, in dem die am Schalthebel 21 für den Schaltvorgang aufzubringende Schaltkraft in Form eines in seiner Höhe veränderlichen Balkens dargestellt wird.
Des Weiteren ist in der Visualisierung von 5 ein Diagramm 31 vorgesehen, in dem – wie in herkömmlicher Weise – die zeitlichen Verläufe der Drehzahlen 1 der Schiebemuffe 15, der Drehzahlen 2 des Gangrads 12, der Schaltwege 3 der Schiebemuffe 15 und der Schaltkräfte 4 des Schalthebels 21 dargestellt sind. Zudem wird im Diagramm 31 ein dem zeitlichen Verlauf der graphischen Darstellung in Diagramm 26 in entsprechender Weise mitlaufender Cursor 27 angezeigt.
Es wird nun Bezug auf 6 genommen, worin ein beispielhaftes Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt ist.
Demnach startet das erfindungsgemäße Verfahren mit Schritt 32 zur Erfassung der Drehzahlen von Getriebeeingangswelle (n_Inputshaft), Schritt 33 zur Erfassung der Drehzahlen von Getriebeausgangswelle (n_Outputshaft), Schritt 34 zur Erfassung der Schaltwege der Schaltgabel (s_ShiftFork) und Schritt 35 zur Erfassung der Schaltkraft des Schalthebels (Fx), wobei ein jeder dieser Schritte an einem jeden der wählbaren Messzeitpunkte des Schaltvorgangs durchgeführt wird.
Hieraus wird anschließend in einer insgesamt mit der Bezugszahl 36 bezeichneten Vorverarbeitungsphase in Schritt 37 für jeden Messzeitpunkt eine Drehzahldifferenz (Delta_n(n_Inputshaft, n_Outputshaft)) der Drehzahlen von Schiebemuffe und Gangrad berechnet. Zudem werden in Schritt 38 für jeden Messzeitpunkt die Schaltwege (s_Sleeve(s_ShiftFork, Fx)) der Schiebemuffe anhand der Schaltwege (s_ShiftFork) der Schaltgabel und der Schaltkräfte (Fx) des Schalthebels berechnet.
In Schritt 39 werden die Drehzahldifferenzen (Delta_n) einer insgesamt mit der Bezugszahl 41 bezeichneten ersten Hauptverarbeitungsphase zugeführt. Zudem werden in Schritt 40 die Schaltwege (s_Sleeve) der Schiebemuffe der ersten Hauptverarbeitungsphase 41 zugeführt.
Die erste Hauptverarbeitungsphase 41 dient dazu, für vorgegebene Raumformen (Geometrien) von Schiebemuffe und Gangrad eine Offset-Drehwinkeldifferenz von Schiebemuffe und Gangrad rechnerisch zu ermitteln, wodurch sichergestellt wird, dass jeweils eine Lücke der Gegenverzahnung der Schiebemuffe und jeweils ein Zahn der Schaltverzahnung des Gangrads beim Überschieben der Schiebemuffe auf die Schaltverzahnung des Gangrads in einer Gegenüberstellung sind.
Hierzu wird in der ersten Hauptverarbeitungsphase 41 in Schritt 42 eine graphische Definition (Definition der Geometrie) des Gangrads initialisiert. In den Schritten 43 und 44 werden eine graphische Definition des Synchronrings bzw. der Schiebemuffe initialisiert. Für die graphische Initialisierung von Gangrad, Schiebemuffe und Synchronring wird jeweils angenommen, dass zwischen Schiebemuffe und Gangrad keine Offset-Drehwinkeldifferenz vorliegt. Anschließend wird in Schritt 45 eine rekursive Schleife durchlaufen, welche alle Messpunkte i umfasst. Innerhalb dieser rekursiven Schleife wird in Schritt 46 die absolute Position der Schiebemuffe gesetzt. In Schritt 47 wird das Gangrad gedreht, und in Schritt 48 wird die Position des Synchronrings überprüft. Nach Beendigung der rekursiven Schleife 41 wird in Schritt 49 eine Offset-Drehwinkeldifferenz (Drehwinkelinkrement) für eine korrekte Drehposition der Schiebemuffe in Bezug auf das Gangrad definiert, welche ein Überschieben der Schiebemuffe über die Schaltverzahnung des Gangrads ermöglicht.
In Schritt 50 werden die berechneten Drehzahldifferenzen (Delta_n) einer insgesamt mit der Bezugszahl 53 bezeichneten zweiten Hauptverarbeitungsphase zugeführt. Zudem werden in Schritt 51 die Schaltwege (s_Sleeve) der Schiebemuffe der zweiten Hauptverarbeitungsphase 53 zugeführt. Weiterhin wird in Schritt 52 die in der ersten Hauptverarbeitungsphase 41 definierte Offset-Drehwinkeldifferenz (Offset_inc) zwischen Schiebemuffe und Gangrad der zweiten Hauptverarbeitungsphase 53 zugeführt.
Die zweite Hauptverarbeitungsphase 53 dient dazu, für die vorgegebenen Geometrien von Schiebemuffe, Gangrad und Synchronring eine relative Anordnung dieser Geometrien graphische auf einer Anzeigevorrichtung anzuzeigen.
Hierzu wird in der zweiten Hauptverarbeitungsphase 53 in Schritt 54 eine graphische Definition des Gangrads für die in der ersten Hauptverarbeitungsphase 41 definierte Offset-Drehwinkeldifferenz (Offset_inc) zwischen Schiebemuffe und Gangrad initialisiert. In den Schritten 55 und 56 wird jeweils eine graphische Definition des Synchronrings bzw. der Schiebemuffe initialisiert. Anschließend werden in Schritt 57 Gangrad, Synchronring und Schiebemuffe graphisch auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt. Daraufhin wird in Schritt 58 eine rekursive Schleife durchlaufen, welche alle Messpunkte i umfasst. Innerhalb dieser rekursiven Schleife wird in Schritt 59 die absolute Position der Schiebemuffe gesetzt. In Schritt 60 wird das Gangrad gedreht, und in Schritt 61 wird die Position des Synchronrings überprüft. Am Ende jedes Schleifendurchgangs wird in Schritt 62 eine Wartezeit bis zum Beginn des nächsten Schleifendurchgangs eingelegt. Mit dem Durchlaufen der rekursiven Schleife 58 werden die Raumformen von Gangrad, Synchronring und Schiebemuffe, bzw. Teile hiervon, sowie deren relativen Anordnungen als Folge von Standbildern auf der graphischen Anzeigevorrichtung angezeigt.

1: Drehzahl Getriebeausgangswelle
2: Drehzahl Getriebeeingangswelle
3: Schaltweg der Schaltgabel
4: Schaltkraft am Schalthebel
5: Schaltphase
6: Schaltphase
7: Schaltphase
8: Motor
9: Kupplung
10: Motorwelle
11: Getriebeeingangswelle
12: Gangrad
13: Getriebeausgangswelle
14: Rad
15: Schiebemuffe
16: Synchronring
17: Schaltverzahnung
18: Schaltgabel
19: Schaltstange
20: Schaltmechanismus
21: Schalthebel
22: Drehzahlsensor
23: Drehzahlsensor
24: Schaltwegsensor
25: Schaltkraftsensor
26: Diagramm
27: Zeitcursor
28: Sperrzahnung Synchronring
29: Innenverzahnung Schiebemuffe
30: Balkendiagramm Schaltkraft
31: Diagramm
32: Schritt: Erfasse Drehzahl Getriebeeingangswelle
33: Schritt: Erfasse Drehzahl Getriebeausgangswelle
34: Schritt: Erfasse Schaltweg Schaltgabel
35: Schritt: Erfasse Schaltkraft Schalthebel
36: Vorverarbeitungsphase

37: Schritt: Berechne Drehzahldifferenz
38: Schritt: Berechne Schaltweg Schiebemuffe
39: Schritt: Ausgeben Drehzahldifferenz
40: Schritt: Ausgeben Schaltweg Schiebemuffe
41: erste Hauptverarbeitungsphase
42: Schritt: Initialisieren graphische Definition Gangrad

43: Schritt: Initialisieren graphische Def. Synchronring
44: Schritt: Initialisieren graphische Def. Schiebemuffe
45: Schritt: rekursive Schleife
46: Schritt: Setzen absolute Position Schiebemuffe
47: Schritt: Drehen Gangrad
48: Schritt: Prüfen Position Synchronring
49: Schritt: Definieren Offset-Drehwinkeldifferenz
50: Schritt: Ausgeben Drehzahldifferenz
51: Schritt: Ausgeben Schaltweg Schiebemuffe
52: Schritt: Ausgeben Offset-Drehwinkeldifferenz
53: zweite Hauptverarbeitungsphase
54: Schritt: Initialisieren graphische Definition Gangrad
55: Schritt: Initialisieren graphische Def. Synchronring
56: Schritt: Initialisieren graphische Def. Schiebemuffe
57: Schritt: Anzeigen Gangrad, Synchronring, Schiebemuffe
58: Schritt: rekursive Schleife
59: Schritt: Setzen absolute Position Schiebemuffe
60: Schritt: Drehen Gangrad
61: Schritt:Prüfen Position Synchronring
62: Schritt: Warten für festgelegte Zeitdauer

Claims

Verfahren zur Analyse von Messparameterwerten eines Schaltvorgangs in einem manuellen Schaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs, bei welchem für einen wählbaren Messzeitraum des Schaltvorgangs und an wählbaren Messzeitpunkten, – für jeden Messzeitpunkt, Drehzahlen von Schiebemuffe und Losrad, sowie ein Schaltweg der Schiebemuffe als Parameterwertesatz erfasst oder simuliert werden, – für jeden Messzeitpunkt, Vorzeichen und Betrag einer Drehzahldifferenz der Drehzahlen von Schiebemuffe und Losrad ermittelt werden, – Vorzeichen und Betrag einer Offset-Drehwinkel- differenz von Schiebemuffe und Losrad bestimmt werden, derart, dass jeweils eine Lücke der Schaltverzahnung der Schiebemuffe und jeweils ein Zahn der Schaltverzahnung des Losrads durch relatives Verdrehen von Schiebemuffe und Losrad um die Offset-Drehwinkeldifferenz zum Überschieben der Schiebemuffe über die Schaltverzahnung des Losrads in eine Gegenüberstellung bringbar sind, – für vorgegebene Raumformen von Schiebemuffe, Synchronring und Losrad die Raumformen und deren relative Anordnung in jedem Messzeitpunkt anhand der Drehzahldifferenzen von Schiebemuffe und Losrad, der Schaltwege der Schiebemuffe und der Offset-Drehwinkeldifferenz in einer graphischen Anzeigevorrichtung als Folge von Standbildern graphisch dargestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Schiebemuffe (15) durch eine über einen Schaltmechanismus (20) mit einem Schalthebel (21) gekoppelte Schaltgabel (18) betätigbar ist, wobei die Schaltwege der Schiebemuffe mittelbar über eine Erfassung der Schaltwege der Schaltgabel ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem an jedem Messzeitpunkt die für einen Schaltvorgang am Schalthebel aufzubringende Schaltkraft erfasst und bei der Ermittlung der Schaltwege der Schiebemuffe eine Verbiegung der Schaltgabel anhand der erfassten Schaltkraft korrigiert wird.